《薄膜光学与技术》期末复习题

2013《薄膜光学与技术》期末复习题

一、填空题

1、在折射率为3.5的基底表面镀单层减反射膜，对于4000nm的光波，理论上能达到最佳减反射效果的薄膜折射率为： ，需要镀制的薄膜光学厚度为 nm。

2、若薄膜的折射率为n，光线在薄膜内的折射角为θ，则s、p光的修正导纳分别为 、 。

3、对于波长为λ的光来说，单层膜的光学厚度每增加 ，薄膜的反射率就会出现一次极值变化。当薄膜的折射率小于基底折射率时，出现的第一个反射率极值是 （极大、极小）值。

4、虚设层的形成条件是： 。 5、周期性对称膜系(pqp)s的等效折射率和 的等效折射率完全相同，其等效位相厚度等于 。 6、折射率为n1，光学厚度为λ0/4，基底的折射率为ns，那么，该单层膜与基底的组合导纳为： 。

7、介质高反射膜的波数宽度仅与两种膜料的 有关；高反射带的波长宽度与 、 成正比，与 成反比。 8、热偶真空规是通过直接测量 达到间接测量 的目的。 9、镀膜室内真空度高表明气体压强 ，真空度低则气体压强 。 10、薄膜几何厚度的监控通常用 膜厚仪来实现，光学厚度的监控常常采用 膜厚仪来监控。

11、采用PVD技术制造薄膜器件时，影像薄膜折射率的主要工艺因素是： 、 、 。 12、改善膜层厚度均匀性的措施包括 和 。 13、采用光电极值法监控膜厚，如果需要镀制光学厚度为900nm的薄膜，在500-700nm范围内，可以选取的监控波长为 和 nm。

⑴光学薄膜的结构参数有：膜系结构、膜层折射率、膜层厚度。

⑵薄膜的光学特性参数有：反射率、透射率、吸收率、散射率。

⑶光学膜系设计的目的是：得到满足特定光谱透过率或光谱反射率技术要求的膜系结构。

⑷薄膜制造的目的是：制造出具有设计光谱透过率或光谱反射率特性的薄膜器件。

⑸真空热蒸发技术中影响膜层性能的主要工艺因素有： 真空度、蒸发速度、烘烤温度、基底表面洁净度。

⑹镀制中离子轰击的目的是：提高膜层填充密度

⑺光电极值法监控膜层厚度的缺点是：控制精度低，不能控制太薄的膜层。

⑻膜层填充密度低将会导致：光学性能不稳定，机械性能差，散射和吸收损耗大。

二、辨析题：先回答以下说法是否正确？然后说明理由或修改正确。

1、膜层的有效位相厚度表示为： ? ? 2 ? nd cos ? ，当光波斜入射时，对于s光和p光而言，要分别代入修正后的折射率值进行运算。

2、介质高反射膜无论入射角下多大，其s偏振和p偏振光所对应的带宽都是相同的。

3、测量镀膜样片的透射率时，将镀膜面向着光源和背对光源测得的结果相同。

4、膜系G/M2HLHLHL/A中，低折射率膜层的几何厚度均为

5、PVD真空镀膜机的真空系统，一般需要一台扩散泵就可以完成抽气过程。

三、问答题 （每题7分，共21分）

??0。 41、什么是单层介质膜层反射率的双重周期性？其周期性的主要特点有哪些?

2、在镀膜前与镀膜过程中，常常需要进行离子束轰击，在这两个过程中，离子束辅助的作用是什么？

3、极值法监控膜厚有哪些技巧，请简要说明。 四、计算题

1、K9平板玻璃单面镀制单层光学厚度280nm的MgF2膜层后，它对波长1120nm、 560nm的反射率各是多少？光线0°入射，不考虑另一面的影响。（玻璃ng=1.52；薄膜nf=1.38）

2、石英玻璃基底上镀制高反膜G/(HL)5H/A，若镀膜材料为ZnS和MgF2，求峰值反射率和中心波长处反射带的波长宽度？（中心波长500nm；ZnS折射率为2.15；MgF2折射率为1.38；玻璃ng=1.46） (??)g?2?0??g?g?2——引深：高反射带起始和终止波长。

3、已知nG?1.52,nH?2.3,nL?1.44，窄带滤光膜系GHLHLHLHLH2LHLHLHLHA的峰值透射率是多少？（不考虑基底背表面的影响）

T0?T(1?1?T2R1?R2)2——引深：欲实现峰值透射率100%，次膜系结构应当怎么改？

4、图示为K9平板玻璃（ng=1.5）单面镀制单层膜的反射率曲线（膜基界面反射率，不考虑另一面），计算薄膜的几何厚度和折射率。其中，反射率极大值的波长位置为550nm、917nm，反射率极小值的波长位置为458nm、688nm、1375nm。

4% 400n

1500n

R 30